读书笔记：理论生态学原理及应用（八）——群落格局
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此篇读书笔记对应于《 Theoretical Ecology Principles and Applications 》第三版第九章——Communities: patterns.
格局（pattern，或翻译成“模式”）是检验假说的重要指标，模型是怀揣着假说去“猜”格局的工具。
如果某地有700个物种，那就有两个问题：1）为什么不是7个（更少）？；2）为什么不是70000个（更多）？第一问本质上是 Hutchinson的多样性悖论 ，第二问则是 相似性限制（limits to similarity） 。而这在 第七章 已经提到了。
对于第一问，Tilman用两个字搞定：权衡。对于第二问，他基于相似性限制假设，采用随机模拟，发现物种数越多，新来的物种定殖的机会就越少。 生态位理论（niche theory，图1） 对这种相似性限制作了更详细的阐述：物种数增加 –> 生态位更重叠 –> 每个种群动态波动更大，尽管群落整体波动变小 –> 种群更易随机灭绝。当允许物种的生态位动态变化时，模拟发现 生态位聚集 现象：生态位相近的物种形成聚块；聚块彼此之间相差甚远。
一提生态位理论，马上又要教科书式地提 中性理论（neutral theory） 了。中性理论本身就不再详述了，搞生态的人都耳熟能详。值得一提的是，Hubbell大佬也不是凭空想出这么个理论。相反，他也是“站在巨人的肩膀上”，只不过那些巨人虽然长得高，但不够出名（除了MacArthur和Wilson）。
就像孟德尔，他也是站在巨人的肩膀上的，在他之前，想像他这样通过栽种实验发现遗传学规律的研究案例不在少数，并且已经有了一些理论猜想。
回到Hubbell这里。20世纪70年代，生态位理论被大量探讨。70年代末期到80年代期间，一股 零模型和中性理论 的浪潮事实上就已经在生态学中掀起了。但，看下隔壁老王——遗传学——在那里，木村资生在1968年就提出了中性突变理论。显然这个时间还要早。20世纪80年代，在生态学中，不少研究都给出了一系列零模型（尽管书上称之为remarkably silly null models），其主要思想是 重新洗牌（reshufflfling the data） ，尽管很多时候并不合理，但这种随机的思想启发了后人。
Hubbell中性理论模型（2001）是零假设思想的传承者，认为一切过程随机，结果很好地产生了与现实相符的多种格局（如物种分布格局）。Hubbell中性理论模型也是MarArthur和Wilson（1967）岛屿生物地理学的传承者，尽管Hubbell中性理论模型中局部灭绝过程较少发生。
物种分布格局是 物种相对多度（relative abundance of species, SRA） 的分布，是验证假说正确性的重要格局（模式）。基于生态位理论，Sugihara（1980）提出 序列断棍模型（sequential broken stick model） ，并将其比喻成生态位系统树（niche-overlap dendrogram）。基于中性理论预测的物种分布格局则为 对数正态分布（lognormal distributions） 。但对数正态分布有2个可调参数。其中参数γ=1时称为 典范对数正态分布（canonical lognormal distributions） 。
研究发现，随着演替的进行，SRA分布逐渐由生态位模型预测结果转变为中性模型预测结果；遭到人类干扰（如施加化肥）后，SRA分布似乎在“逆行演替”，由中性转变为生态位模型预测结果。
最早提出种–面积关系的同样是MacArthur和Wilson（1967）的岛屿生物地理学理论，也就是大家熟知的 （ 幂律，power law ），并简要地考虑了拓殖、灭绝过程的面积效应。Hubbell（2011）的中性理论对物种的得失平衡作了更详细的拓展。
Harte等人（1999）对幂率分布作出进一步阐述：在区域 A 的一半中同样能找到的物种数占区域 A 中找到的物种数的比例 a 与区域 A 的面积无关。也就是说， a 是个常数。但随后Plotkin等人（2002）发现 a 和面积 A 还是有关的，并将种–面积关系拓展到了 。
书中还提到 标度律（scaling law） 。感觉说得口语化一些像是单位换算。书中也举了一个例子，即通过栖息地面积–体长、某一体长区间的物种数与栖息地面积的关系，去推导出某一体长区间的物种数与体长的关系。
此外，考虑群落时不只是简单的物种装配，还有物种相互作用。书中简单地通过种间互作动力学模型阐述互作网络稳定的条件，并提了一些网络模型在食物网研究的应用。
总体上，正如本章开篇所述：群落格局涵盖内容太广，每个细分领域都能出一本书。因而本章看下来也更像是一篇综述，很难像前两个章节那样把细节的前因后果说清楚。
上一篇： 理论生态学原理及应用（七）——多样性与稳定性
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格局（pattern，或翻译成“模式”）是检验假说的重要指标，模型是怀揣着假说去“猜”格局的工具。
如果某地有700个物种，那就有两个问题：1）为什么不是7个（更少）？；2）为什么不是70000个（更多）？第一问本质上是 Hutchinson的多样性悖论 ，第二问则是 相似性限制（limits to similarity） 。而这在 第七章 已经提到了。
对于第一问，Tilman用两个字搞定：权衡。对于第二问，他基于相似性限制假设，采用随机模拟，发现物种数越多，新来的物种定殖的机会就越少。 生态位理论（niche theory，图1） 对这种相似性限制作了更详细的阐述：物种数增加 –> 生态位更重叠 –> 每个种群动态波动更大，尽管群落整体波动变小 –> 种群更易随机灭绝。当允许物种的生态位动态变化时，模拟发现 生态位聚集 现象：生态位相近的物种形成聚块；聚块彼此之间相差甚远。
一提生态位理论，马上又要教科书式地提 中性理论（neutral theory） 了。中性理论本身就不再详述了，搞生态的人都耳熟能详。值得一提的是，Hubbell大佬也不是凭空想出这么个理论。相反，他也是“站在巨人的肩膀上”，只不过那些巨人虽然长得高，但不够出名（除了MacArthur和Wilson）。
就像孟德尔，他也是站在巨人的肩膀上的，在他之前，想像他这样通过栽种实验发现遗传学规律的研究案例不在少数，并且已经有了一些理论猜想。
回到Hubbell这里。20世纪70年代，生态位理论被大量探讨。70年代末期到80年代期间，一股 零模型和中性理论 的浪潮事实上就已经在生态学中掀起了。但，看下隔壁老王——遗传学——在那里，木村资生在1968年就提出了中性突变理论。显然这个时间还要早。20世纪80年代，在生态学中，不少研究都给出了一系列零模型（尽管书上称之为remarkably silly null models），其主要思想是 重新洗牌（reshufflfling the data） ，尽管很多时候并不合理，但这种随机的思想启发了后人。
Hubbell中性理论模型（2001）是零假设思想的传承者，认为一切过程随机，结果很好地产生了与现实相符的多种格局（如物种分布格局）。Hubbell中性理论模型也是MarArthur和Wilson（1967）岛屿生物地理学的传承者，尽管Hubbell中性理论模型中局部灭绝过程较少发生。
物种分布格局是 物种相对多度（relative abundance of species, SRA） 的分布，是验证假说正确性的重要格局（模式）。基于生态位理论，Sugihara（1980）提出 序列断棍模型（sequential broken stick model） ，并将其比喻成生态位系统树（niche-overlap dendrogram）。基于中性理论预测的物种分布格局则为 对数正态分布（lognormal distributions） 。但对数正态分布有2个可调参数。其中参数γ=1时称为 典范对数正态分布（canonical lognormal distributions） 。
研究发现，随着演替的进行，SRA分布逐渐由生态位模型预测结果转变为中性模型预测结果；遭到人类干扰（如施加化肥）后，SRA分布似乎在“逆行演替”，由中性转变为生态位模型预测结果。
最早提出种–面积关系的同样是MacArthur和Wilson（1967）的岛屿生物地理学理论，也就是大家熟知的 （ 幂律，power law ），并简要地考虑了拓殖、灭绝过程的面积效应。Hubbell（2011）的中性理论对物种的得失平衡作了更详细的拓展。
Harte等人（1999）对幂率分布作出进一步阐述：在区域 A 的一半中同样能找到的物种数占区域 A 中找到的物种数的比例 a 与区域 A 的面积无关。也就是说， a 是个常数。但随后Plotkin等人（2002）发现 a 和面积 A 还是有关的，并将种–面积关系拓展到了 。
书中还提到 标度律（scaling law） 。感觉说得口语化一些像是单位换算。书中也举了一个例子，即通过栖息地面积–体长、某一体长区间的物种数与栖息地面积的关系，去推导出某一体长区间的物种数与体长的关系。
此外，考虑群落时不只是简单的物种装配，还有物种相互作用。书中简单地通过种间互作动力学模型阐述互作网络稳定的条件，并提了一些网络模型在食物网研究的应用。
总体上，正如本章开篇所述：群落格局涵盖内容太广，每个细分领域都能出一本书。因而本章看下来也更像是一篇综述，很难像前两个章节那样把细节的前因后果说清楚。
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